• Haploid • Kiasm a • Krom at id • Meiosis I • Meiosis II
• Pem belahan reduksi
• Sinapsis
• Tet rad
Sekilas
Biologi
Pada tahun 1883, ahli biologi Belgia, Edw ard van Beneden (1846– 1910) m enem ukan bahw a sel kelam in tem pat gen berada, hanya m em punyai setengah dari jum lah kromosom normal. Sel kelamin dibentuk secara m eiosis dan terjadi reduksi jumlah kromosom. Sel kelam in juga m em punyai kom binasi gen unik sehingga m enghasilkan variasi dalam keturunan.
Pada akhir profase I, ikatan kromosom homolog tidak terlalu kuat dan pasangan kromosom homolog mulai terpisah. Pasangan kromosom homolog masih saling berikat an pada beberapa t it ik. Tit ik kromat id homolog berikatan ini disebut kiasma (jamak, kiasmata). Pada kiasma inilah kemungkinan pindah silang dapat terjadi. Karena pengaruh gen- gen pada satu kromosom (atau kromatid) dapat berbeda dengan gen-gen pada pasangan homolognya dapat berbeda, pindah silang dapat mengubah urutan gen-gen pada kromosom. Pengaruh pindah silang dapat A nda pelajari pada pembahasan tentang pewarisan sifat.
b. M etafase I
Pada metafase I, benang-benang spindel menempatkan setiap tetrad sejajar bidang ekuator. Benang spindel melekat pada kinetokor sentromer. Benang spindel dari sat u kut ub hanya akan melekat pada salah sat u kromosom homolog dari setiap tetrad. Benang spindel dari kutub lain akan melekat pada kromosom homolog lain dari tetrad tersebut. Dengan demikian, setiap kromosom dari pasangan kromosom homolog hanya dapat tertarik pada kutub yang berlawanan. Perhatikan Gambar 4. , apakah perbedaannya dengan metafase pada mitosis?
Sumber: Essentials of Biology, 1990
Gambar 4.8
Tahap in terfase dan profase I
Sen t rio l Krom at in
Mem b ran in t i
DNA yang telah b erep likasi
Krom osom hom olog berpasangan Sinapsis
krom osom Tet rad
Sel diploid
Kiasm a
Sumber: Essentials of Biology, 1990
Gambar 4.9
Tahap m et afase I c. Anafase I
Berdasarkan pengaturan pelekatan benang spindel pada metafase I, pada anafase I setiap kromosom dupleks dari pasangan kromosom homolog bergerak menuju kutub yang berlawanan sehingga ikatan tetrad saja yang
Interfase Profase I
Pasangan krom osom sejajar bidang p em b elahan
Sumber: Essentials of Biology, 1990
t erpisah. H al ini berbeda dengan anafase pada mit osis yang t erjadi pemisahan kromatid. Pada fase ini jumlah kromosom bagi calon sel anak sudah tereduksi. Perhatikan Gambar 4.1 .
Sumber: Essentials of Biology, 1990
Gambar 4.10
Tahap anafase I
Krom osom hom olog b erp isah
Set iap sel m em iliki set engah kromosom induk, masing- m asing dengan dua krom atid
d. Telofase I dan Sitokinesis
Pada telofase I, kromosom berkumpul pada masing-masing kutub sel. Saat i ni set i ap kut ub sel memi l i ki juml ah kromosom hapl oi d dan kromosomnya masih dalam bent uk dupleks, dengan dua kromat id. Biasanya sitokinesis terjadi bersamaan dengan telofase I dan menghasilkan dua sel anak haploid.
Jika meiosis ini terjadi pada sel gamet manusia, jumlah kromosom tubuh yang 46 buah akan tereduksi menjadi 23 buah pada akhir meioisis I. Perhatikan Gambar 4.11.
Gambar 4.11
Tahap telofase I
2. Meiosis II
Dua sel haploid hasil meiosis I sekarang memasuki meisosis II. Tedapat perbedaan dalam siklus sel meiosis II ini. Pada interfase II, tidak terjadi replikasi DNA sehingga kromosom dalam kedua sel tersebut berada dalam keadaan dupleks. Oleh karena, kemiripannya dengan mit osis, t ahap meiosis II ini secara keseluruhan dapat dikatakan sebagai mitosis haploid. a. Profase II
Pada tahap ini benang kromatin yang semula terurai setelah telofase I mengalami kondensasi kembali membentuk kromosom. Kromosom yang terbentuk masih dalam keadaan dupleks, dengan dua kromatid. M embran inti mulai melebur. Perhatikan Gambar 4.12.
Anafase I
Sent rom er t idak b erp isah
Krom osom sejajar bidang pem belahan b. Metafase II
Kromosom mengumpul kembali pada bidang pembelahan dengan bantuan benang-benang spindel. Benang-benang spindel ini melekat pada kinetokor yang nantinya akan menarik pasangan kromatid menuju kutub yang berlawanan (Gambar 4.13).
Sumber: Essentials of Biology, 1990
Dua krom osom set iap sel
Tidak ada replikasi DNA Krom osom t erkondensasi Gambar 4.12
Tahap m et afase II dan profase II
c. Anafase II
A nafase II mirip dengan anafase pada mit osis. Tahap ini diawali pemisahan sentromer dan setiap kromatid bergerak menuju kutub yang berlawanan (Gambar 4.14).
Sumber: Essentials of Biology, 1990
Gambar 4.13
Tahap m et afase II
Krom osom m em belah dan krom atid berpisah
Sit okinesis d. Telofase dan Sitokinesis
Tahap telofase II berlanjut dengan terbentuknya membran inti yang menyelimuti kromosom pada masing-masing kutub. Kromosom terurai kembali menjadi benang-benang kromatin dan diikuti oleh sitokinesis.
Gambar 4.14
Tahap anafase II
Sumber: Essentials of Biology, 1990
Interfase II Profase II
M etafase II
Telofase II
Empat sel haploid
Setiap sel m em iliki dua krom osom sim pleks
Sitokinesis pada dua sel tersebut menghasilkan empat sel haploid. Pada hewan jantan, empat sel baru yang terbentuk dapat menjadi sperma. Pada bagian bunga jantan, dapat menjadi serbuk sari (polen). Pada hewan atau bagian bunga betina, pembentukan gametnya lebih kompleks.
Gambar 4.15
Tahap telofase II
Sumber: Essentials of Biology, 1990
1. M engapa pembelahan meiosis penting bagi makhluk hidup multiselular?
2. Mengapa pembelahan meiosis disebut juga pembelahan reduksi?
3. Pada pembent ukan apakah pembelahan meiosis terjadi?
4. A pakah perbedaan pembelahan meiosis I dan meiosis II? Kerjakanlah di dalam buku latihan.
Latihan Pemahaman Subbab B
Berdasarkan penjelasan yang telah A nda pelajari tentang pembelahan mitosis dan meiosis, tentu A nda dapat membedakan kedua proses pembelahan tersebut. A pakah perbedaan keduanya? Perhatikan tabel berikut ini.
Tabel 4.1Perbedaan M itosis dan M eiosis
1. Satu kali duplikasi dan satu kali pembelahan 2. Dihasilkan dua sel anak diploid (2n)
3. Susunan gen sama dengan sel parental (induk) 4. Terjadi pada sel somatik dan zigot
5. Tidak terbentuk tetrad, tidak terjadi sinapsis, dan tidak terjadicrossing over
6. Profase terjadi dalam waktu yang relatif singkat 7. Pemisahan sentromer di bidang ekuator langsung
terjadi pada tahap anafase
8. Tujuannya memperbanyak sel dan mengganti sel yang rusak
Mitosis Meiosis o.
Satu kali duplikasi dan membelah berturut-turut dua kali Dihasilkan empat sel anak haploid (n)
Susunan gen rekombinasi dari kedua sel parental H anya terjadi pada pembentukan gamet
Terbentuk tetrad, terjadi peristiwa sinapsis, dan ada
crossing over
Profase terjadi dalam waktu yang relatif lama
Pemisahan sentromer tidak langsung terjadi pada meiosis I, tetapi pada meiosis II
Tujuannya mempertahankan jumlah kromosom pada generasi berikutnya
C. Gametogenesis
Gametogenesis adalah proses pembentukan sel gamet, baik gamet jantan maupun betina. Pembelahan sel pada gametogenesis terjadi secara meiosis. Setelah meiosis, terjadi pematangan sel untuk menjadi sel gamet sesuai spesies makhluk hidup.
4 6 4 6 2 3 2 3 23 23 23 23
Tubulus sem iniferus
Sp erm at ogonium Sp erm at osit
p rim er Sp erm at osit
sekund er Sp erm at id Sperm a Mit osis Meiosis I Meiosis II Sp erm at ogonium
Sp erm at osit p rim er Sp erm at osit
sekund er
Sp erm at id
Sperm a
1. Gametogenesis pada Hewan
Gamet ogenesi s t erj adi pada organ reproduksi makhl uk hi dup mult iselular. Pada hewan jant an t erjadi di organ t est is yang disebut spermatogenesis. Pada hewan bet ina t erjadi di organ ovarium yang disebut oogenesis.
a. Spermat ogenesis
Sel sperma atau spermatozoid merupakan hasil dari spermatogenesis. Sel sperma berbentuk lonjong dan berukuran kecil dengan flagela pada bagian posterior (ekor). Flagela berfungsi untuk pergerakan sperma menuju sel telur saat fertilisasi.
Pembentukan sel sperma terjadi pada organ testis hewan jantan. Di dalam testis terdapat banyak saluran kecil yang disebut tubulus seminiferus. Pada dinding dalam saluran inilah terjadi proses spermatogenesis. Perhatikan Gambar 4.15 dibawah ini.
Gambar 4.16
Proses sperm at ogenesis pada t ub ulus sem iferus t est is
Sumber:Biology: Discovering Life, 1991
Pada t ubul us semi ni ferus, t erdapat sel - sel i nduk sperma at au spermatogonium yang diploid. Untuk melangsungkan pembentukan sel sperma, sel spermatogonium membelah secara mitosis dan menghasilkan spermatosit primer.
Setelah spermatosit primer terbentuk, pembelahan meiosis terjadi pada sel tersebut. Sel spermatosit primer mengalami meiosis I. Terjadi reduksi kromosom sehingga menghasilkan dua sel spermatosit sekunder yang haploid.
Dua sel spermatosit sekunder hasil meiosis I melakukan pembelahan meiosis II. Dari dua sel spermatosit sekunder tersebut dihasilkan empat sel spermatid.
Sel spermatid yang terbentuk mengalami pematangan untuk menjadi sel sperma yang fungsional. Pematangan meliputi pembentukan tudung akrosom yang menembus sel telur dan pembentukan flagel.
Kata Kunci
• Sperm a
• Sp erm at id
• Sp erm at ogonium
Corpus lut eum d eg enerasi
Corpus lut eum
Ovarium Folikel p rim er Perkem b angan fo likel Oo sit Fo likel Fo likel m at ang Ovulasi Pada manusia, proses spermatogenesis dari spermatogonium hingga menjadi sperma matang memerlukan waktu sekitar 72 hari. Sperma yang t elah mat ang dilepaskan menuju epididimis. Produksi sperma pada manusia terjadi secara terus-menerus.
b. Oogenesis
Organ reproduksi hewan betina yang utama adalah ovarium. Pada organ ini terjadi pembentukan sel telur atau oogenesis (Gambar 4.17). Sel telur atau ovum berkembang dari sel induk telur atau oogonium yang diploid, mirip spermat ogonium pada spermat ogenesis. N amun, pada oogonium, proses mitosisnya telah terjadi sebelum individu dilahirkan. Setelah lahir, pada ovarium terdapat sekitar 400.000 oosit primer yang siap memasuki tahap meiosis.
Oosit primer (2n) akan mengalami meiosis I menghasilkan oosit sekunder yang haploid (n) dan sel yang lebih kecil yang disebut badan polar I. Saat oosit sekunder memasuki profase II pada meiosis II, oosit tersebut dilepaskan dari ovarium. Peristiwa pelepasan ini disebut ovulasi. Oosit sekunder yang dilepaskan bergerak secara pasif dengan bantuan pergerakan cairan dan silia tuba Fallopii menuju uterus. M eiosis II yang menghasilkan satu ovum matang dan badan polar II tidak akan terjadi sebelum oosit sekunder dibuahi oleh sel sperma (Levine Miller, 1991: 730). Pada saat sel sperma melakukan penetrasi menembus permukaan sel telur, meiosis II berlangsung menghasilkan sel ovum matang dan badan polar II.
Pada individu bet ina, oogenesis hanya menghasilkan sat u ovum fungsional. Selain itu, pengeluaran sel ovum tidak terjadi secara serentak dan banyak seperti halnya sel sperma.
Gambar 4.17
Proses oogenesis di ovarium Sumber:Biology: Discovering Life, 1991